CN101297460A - 电机和绕制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包括定子及其线圈绕组的电机，以及一种绕制方法，其中线圈绕组的布线可以在端板上进行。

Description

电机和绕制方法

技术领域

本发明涉及一种电机和绕制方法。

背景技术

JP2003102152A公开了一种布线成三角形联结的定子。

EP 1 467 466 A2公开了一种由绕制机绕制而成的定子。但根据图9a，在上下轴向端部上须安装夹持器，这些夹持器如图9a所示必须沿径向方向将绕组线拉出，因此定子能继续旋转。绕线布设在外周上。

发明内容

因此，本发明的目的在于，改进一种制造方法和一种电机，其中可使用尽可能简单的制造机器并仅需少量部件。

按照本发明，所述目的通过具有权利要求1或17所述特征的电机和根据权利要求14或16所述特征的绕制方法来实现。

对于电机来说，本发明的重要特征是，该电机包括定子及其线圈绕组，其中线圈绕组的所有布线可在端板(Endscheibe)上进行。

在此有利的是，不需要可摆动的绕针(Nadel)来进行绕制。绕针仅须可在径向和轴向方向上运动，并且在此能始终保持同样的定向。也就是说，绕针仅平行移动。但是定子应可转动地支承。通过将绕组线布设在端板上的触钩(Kontakthaken)上，从而无需冲压格栅(stanzgitter)或布线板(Verschaltungsplatine)，而是由绕针进行布线。因此，与现有技术相比，省去了很多连接点，避免了相关的质量风险。

因为绕针无需翻摆(umklappen)，所以省去了在绕制时相应的时间间隔，绕制时间总体上变短。

由于在绕组端部内引导绕线，到外壳的间距无关紧要。也无需由引导绕线决定的额外的表面绝缘。

有利的还有，设有中心件即端板，该中心件不仅决定了公差而且提供了到叠片组和电连接装置的形锁合的连接接口，例如触钩。该端板连接在定子叠片组的轴向端部上，也就是说作为叠片组的最后的叠片。

在一有利的实施例中，端板设置在定子叠片组的轴向端部上。在此有利的是，端板可近乎(quasi)设置成最后的叠片，由此使定子的制造非常简单和成本低廉。

在一有利的实施例中，端板与定子叠片组尤其是在周向方向上形锁合地相连接。在此有利的是，端板的突起部仅须这样布置，使得它们接合在定子叠片组的凹部中，尤其是在该定子叠片组的内侧上。

在一有利的实施例中，触钩与端板形锁合地相连接。在此有利的是，可以简单地建立机械式连接。其中触钩由金属制成，而端板由塑料尤其是具有高绝缘强度的塑料制成。

在一有利的实施例中，绕组线布设在触钩上。在此有利的是，为此绕针同样无需倾斜而仅需平行移动。

在一有利的实施例中，第一相的布线在第一空间区域内进行，第二相的布线在第二空间区域内进行，其中第一空间区域在径向方向上的尺寸大于第二空间区域，尤其是具有比第二空间区域大的半径。尤其是第一相的布线在第一空间区域内进行，第二相的布线在第二空间区域内进行，第三相的布线在第三空间区域内进行，其中第一空间区域在径向方向上的尺寸大于第二空间区域，而第二空间区域又大于第三空间区域，尤其是第一空间区域具有比第二空间区域大的半径，而第二空间区域具有比第三空间区域大的半径。在此有利的是，绕针布设外侧区域的布线，然后在内侧继续建立布线。因此在横向没有绕线，充分地利用了空间区域。

所述空间区域优选设置在各自假想的环形(Torus)的内部。其中，尺寸亦即环形的最大直径从第一相至第三相递减。在理想情况下，所述环形分别尽可能地细。因此布线之间的距离便增加，绝缘强度也得以改善。

在一有利的实施例中，在对相布线时绕组线被引导围绕设置在比空间区域的半径更大的半径(范围)上的换向柱来使绕组线换向。因此，这种换向也不属于布线的空间区域。

在一有利的实施例中，所述三个空间区域设在轴向相同的位置上。在此有利的是，电机具有尽可能小的轴向尺寸，因而紧凑。

在一有利的实施例中，端板具有用于引导绕线和换向的换向柱、支柱和/或角形件。在此有利的是，端板一体地成型，使得在制造时无需为端板的所述功能区域亦即换向柱、支承柱和/或角形件支付额外费用。

在一有利的实施例中，端板一体地成型为塑料注塑件/压塑件。在此有利的是，可以很简单且成本低廉地生产端板。

在一有利的实施例中，端板通过线圈绕组沿轴线方向保持在定子的叠片组上。在此有利的是，无需保持装置。

在一有利的实施例中，线圈绕组布线成星形联结。在此有利的是，星形联结可在没有板坯和其它布线装置的情况下进行。在本发明的装置中，仅有叠片组的最后一片叠片由塑料制成并相应地成型，从而布线可以在该绝缘部件上进行。

在一有利的实施例中，每一相配设有由三个或更多的前后串联连接的单个绕组组成的串联连接，这些串联连接在星形结点上汇集在一起。在此有利的是，获得了绕针无需翻摆就能在一个绕制过程中产生所述布线类型的绕制示意图。

绕制方法的重要特征在于，该方法适合用于制造电机的定子，其中所述定子包括附属于每一相的线圈绕组，而附属于第一相的绕组的布线在第一空间区域内进行，此后附属于第二相的绕组的布线在第二空间区域内进行，其中第一空间区域在径向方向上的尺寸大于第二空间区域，尤其是具有比第二空间区域大的半径。

在此有利的是，所述布线的空间区域从外向内布置并且先后连续使用。因此，绕针可以通过单纯的平行移动穿过(abfahren)这些空间区域，并在其中建立布线。在绕制过程中不会干扰绕线。

尤其是附属于第一相的布线在第一空间区域内进行，然后附属于第二相的布线在第二空间区域内进行，而后附属于第三相的布线在第三空间区域内进行。

在此有利的是，本方法可在三相交流电机，尤其是甚至在同步电机中实施。

在一有利的实施例中，所有定子绕组的绕制和布线通过绕针在一个平面内单纯的移动来实现，其中该绕针始终保持相同的定向，定子叠片组按时间间隔地(zeitabschnittsweise)转动。在此有利的是，机器可在机械上牢固地、简单和成本低廉地构造出。其仅须具有一根转动轴线和两根线性轴线。绕针无需角运动或自转。

在一有利的实施例中，定子绕组和布线借助于如上所述的绕制方法制成，其中布线在端板上进行。在此有利的是，仅需一块端板即一个在其中进行布线的轴向区域。

串联线圈中的电连接以及与触钩的连接都属于布线，所述连接可通过在绕制后进行的用于建立焊接连接的焊接来实现。

其它优点由属权利要求给出。

具体实施方式

现借助附图详细描述本发明：

在用于制造定子线圈的绕制机中，绕组线从所谓的绕针中走线。有利的是，在本发明中绕针只需在一个平面内平行移动。

图1中示出根据本发明的插在定子叠片组的轴向端部上的端板10。该端板形锁合地与定子叠片组相连接。为此设有突起部15，这些突起部接合在定子叠片组的各个轴向延伸的过渡槽中。因此，形锁合的连接阻止了端板绕定子轴线相对于定子叠片组的相对转动。端板通过绕组沿轴向方向被压紧并保持。也就是说，只有在定子绕组绕制之后才形成端板的支承。

本发明的重要优点主要在于，可使用构造非常简单的绕制设备。因为绕针仅须可沿轴向和径向运动，即具有两轴线。为此定子叠片组设置成能绕其轴线转动。因此，无需夹持器，绕针也不必构造成可翻摆的。

图5示出了绕制示意图。在此，绕针从触钩23出发首先绕扎三个串联绕制的W相分绕组。换向在换向柱处发生并且在大的半径上进行。因此，通过以如图5清晰所示的顺序——即按照编号3、编号6以及此后编号9的顺序先后构造绕组，在此也形成串联连接。最后将绕线布设在星形结点的触钩24上。然后将三个串联布线的V相分绕组构造在中等半径上。而后构造相应的U相绕组。

因此，U相可连接在触钩21上，V相可连接在触钩22上，而W相可连接在触钩23上。星形结点可连接在触钩24上。

图1示出端板10，该端板与支柱11、角形件12、换向柱13和换向柱14构造成一体的。该端板优选可由塑料制成注塑件。

触钩21、22、23、24形锁合地与端板10相插接。在其它根据本发明的实施例中，构造出卡锁结构(Aufrasten)。

换向柱13用于使绕线基本上直地换向。换向柱14用于使绕线41带角度地换向，如在图4中放大示出的局部所示。支柱11用于引导绕线并为此提供了凹槽，绕线可以置入该凹槽中并因此被引导。这也在图4中清楚示出，其中在那里示例性示出了绕组线41。

在触钩上进行焊接连接。此外为了导电地连接各相而嵌入绞合线并同样焊接起来。

在图4中还示出了线圈42，但未示出单个的绕组线。

端板设计成使其引起用于触钩位置的公差。作为中心元件，端板也决定了几何偏差。因此，端板可以作为单独部件以高精度制造，由此实现绕线的高精度引导和触钩的高精度定位。

各其它的辅助部件都会增加端板的容许偏差。

因此，在本发明中只需两根线性轴线和一根旋转轴线。

在图2中示出了从上方俯视端板的视图。

图3对图2有所补充地示出了用于布线的导线轨道的空间区域。其中，布线的第一空间区域设置在大半径31上。布线的第二空间区域设置在中等半径32上而第三空间区域设置在最小的半径33上。

图4应详细阐述绕制示意图，因此仅象征性地表示并线性化图示。周向即为视图的横坐标。位于半径31、32、33上的用于引导绕线的凹槽用这些附图标记标识。因此，可以看出布线在各个半径上进行。

仅仅为了使绕线换向，而在位于比布线区域的半径31、32、33大的很大半径上的换向柱14上绕行。

在本发明中重要的是，通过引入与绕制定子线圈绕组的空间区域在空间上隔开的单独的辅助空间区域用来绕制布线，能够借助于绕制机进行布线。其中非常重要的是，配设于具有不同电势的相的绕组线区域不交叉并被不接触地平行引导。

在其它根据本发明的实施例中，各相U、V、W配设有更多的串联式前后布线的单个绕组来代替所示的三个串联式前后布线的单个绕组。

附图标记列表：

10  端板

11  支柱

12  角形件

13  换向柱、直的

14  换向柱，有角度的

15  突起部

21  触钩

22  触钩

23  触钩

24  触钩

31  大半径

32  中等半径

33  小半径

41  绕组线

42  线圈绕组

U、V、W相

Claims (18)

1.一种包括定子及其线圈绕组的电机，其特征在于：所述线圈绕组的布线可在端板尤其是在定子叠片组的端板上进行。

2.根据上述权利要求中至少一项所述的电机，其特征在于：所述端板设置在定子叠片组的轴向端部上。

3.根据上述权利要求中至少一项所述的电机，其特征在于：所述端板与定子叠片组尤其是在周向方向上形锁合地相连接。

4.根据上述权利要求中至少一项所述的电机，其特征在于：触钩与所述端板形锁合地相连接。

5.根据上述权利要求中至少一项所述的电机，其特征在于：绕组线布设在触钩上。

6.根据上述权利要求中至少一项所述的电机，其特征在于：第一相的布线在第一空间区域内进行，第二相的布线在第二空间区域内进行，其中所述第一空间区域在径向方向上的尺寸大于所述第二空间区域，尤其是具有比所述第二空间区域大的半径。

7.根据上述权利要求中至少一项所述的电机，其特征在于：第一相的布线在第一空间区域内进行，第二相的布线在第二空间区域内进行，第三相的布线在第三空间区域内进行，其中所述第一空间区域在径向方向上的尺寸大于所述第二空间区域，而所述第二空间区域的径向尺寸又大于所述第三空间区域，尤其是所述第一空间区域具有比所述第二空间区域大的半径，而所述第二空间区域具有比所述第三空间区域大的半径。

8.根据上述权利要求中至少一项所述的电机，其特征在于：在对相布线时，所述绕组线被引导围绕换向柱来使绕组线换向，所述换向柱设置在比空间区域的半径大的半径上。

9.根据上述权利要求中至少一项所述的电机，其特征在于：所述三个空间区域设在轴向的相同位置上。

10.根据上述权利要求中至少一项所述的电机，其特征在于：所述端板具有用于引导绕线和换向的换向柱、支柱和/或角形件。

11.根据上述权利要求中至少一项所述的电机，其特征在于：所述端板一体地成型为塑料注塑件。

12.根据上述权利要求中至少一项所述的电机，其特征在于：所述端板通过线圈绕组沿轴线方向保持在定子的叠片组上。

13.根据上述权利要求中至少一项所述的电机，其特征在于：所述线圈绕组布线成星形联结。

14.根据上述权利要求中至少一项所述的电机，其特征在于：每一相配设有由三个或更多的前后串联连接的单个绕组组成的串联连接，所述串联连接在星形结点上汇集在一起。

15.一种用于制造电机定子的绕制方法，其中所述定子包括附属于各相的线圈绕组，其特征在于：附属于第一相的绕组的布线在第一空间区域内进行，然后附属于第二相的绕组的布线在第二空间区域内进行，其中所述第一空间区域在径向方向上的尺寸大于所述第二空间区域，尤其是具有比所述第二空间区域大的半径。

16.根据上述权利要求中至少一项所述的绕制方法，其特征在于：附属于第一相的布线在第一空间区域内进行，然后附属于第二相的布线在第二空间区域内进行，而后附属于第三相的布线在第三空间区域内进行。

17.一种绕制方法，其特征在于：所有定子绕组的绕制和布线通过绕针在一个平面内的单纯移动来实现，其中所述绕针始终保持相同的定向，所述定子叠片组按时间间隔地转动。

18.一种带有定子的电机，其特征在于：定子绕组和布线借助于根据上述权利要求所述的绕制方法制成，尤其是其中布线在端板上进行。

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